[发明专利]用于工程机械的控制系统以及用于控制液压缸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于工程机械的控制系统以及一种用于控制至少 一个液压缸的方法。

背景技术

本发明将参照具体形式为轮式装载机的工程机械进行描述。这是 本发明优选但非限制性的应用场合。本发明还可以用于其他类型的工 程机械(或作业车辆)，比如挖掘装载机(反铲装载机)和挖掘机械。

例如，本发明涉及控制用于操作工具的提升液压缸和/或倾斜液压 缸。

更确切地说，本发明涉及一种控制系统，所述控制系统包括液压 机构，所述液压机构起到泵和马达的作用。液压机构以驱动方式连接 至电动机构，所述电动机构起到电动机和发电机的作用。

因此，在第一工作状态，液压机构起到泵的作用，并且提供加压 流体至液压缸。在第二工作状态，液压机构还起到液压马达的作用， 并且其由来自液压缸的液压流体驱动。因此，电动机构在第一工作状 态起到电动机的作用，在第二工作状态起到发电机的作用。

第一工作状态对应于利用液压缸执行的作业操作，比如提升或倾 斜。因此，液压流体被引导至液压缸，用于实现液压缸活塞的运动。 另一方面，第二工作状态是能量回收状态。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种控制系统，优选地，所述控制系 统用于提升和/或倾斜功能，使高能效的运行成为可能。

因此，利用用于工程机械的控制系统实现所述目的，所述系统包 括电动机构、液压机构和至少一个液压缸，电动机构以驱动方式连接 至液压机构，液压机构通过第一管路连接至液压缸的活塞侧，并且通 过第二管路连接至液压缸的活塞杆侧，在第一工作状态，液压机构适 合于由电动机构驱动并且向液压缸提供来自油箱的加压流体；在第二 工作状态，液压机构适合于由来自液压缸的液压流体流驱动并且驱动 电动机构。

优选地，液压缸适合于移动工具，以便执行作业功能。根据第一 实例，液压缸包括用于移动装载臂的提升液压缸，所述装载臂可枢转 地连接至车架，工具设置在装载臂上。根据第二实例，液压缸包括用 于移动工具的倾斜液压缸，所述工具可枢转地连接至装载臂。

优选地，通过电动机构直接地控制液压缸的速度，也就是说，在 液压机构和液压缸之间无需控制阀来调节运动的方向和速度。在一些 情况下，需要设置通/断阀，所述通/断阀分别开启和关闭液压流体流的 通路。

根据本发明的一个优选实施例，液压缸具有第一端口和第二端口， 所述第一端口通过第一管路连接至液压缸的活塞侧，所述第二端口通 过第二管路连接至液压缸的活塞杆侧。因此，第二端口与第一端口分 隔开。此外，优选地，液压机构设置在两个不同的方向上驱动，一个 方向涉及流体从第一端口流出，第二个方向涉及流体从第二端口流出。 因此，液压机构能够双向泵送流体。

根据本发明的另一个优选实施例，系统包括用于控制压力的装置， 所述压力装置设置在位于液压机构和油箱之间的管路上，以实现液压 机构和压力装置之间的压力增大。这样，可以在下降期间实现液压缸 的活塞杆侧的再次装油，实现工具的强制下降(所谓的″强制向下″)， 以及实现能量回收，等等。优选地，活塞侧或活塞杆侧连接至液压机 构和压力装置之间的管路。

本发明的第二个目的是提供一种用于控制液压缸的方法，所述液 压缸可以执行工具的强制下降(″强制向下″)。

因此，利用控制受到负载影响的液压缸的方法实现此目的，其中 液压机构通过第一管路可运行地连接至液压缸，并且通过第二管路连 接至油箱，所述方法包括如下步骤：以这样的方式控制液压机构，即， 允许来自液压缸的液压流体流驱动液压机构；检测表征液压缸的活塞 侧的压力的运行参数；将检测到的压力与预定值相比较；如果检测到 的压力小于预定值，那么增加液压缸的活塞杆侧的压力。

通过此方法，还可以在下降期间实现液压缸的活塞杆侧的再次装 油。

本发明的第三个目的是实现一种这样的方法，其使得在液压缸在 负载影响下的运动期间可以高效地回收能量。

因此，利用在液压缸在负载影响下运动期间再生能量的方法实现 此目的，其中液压机构通过第一管路可运行地连接至液压缸，并且通 过第二管路连接至油箱，所述方法包括如下步骤：以这样的方式控制 液压机构，即，允许来自液压缸的液压流体流驱动液压机构；检测至 少一个运行参数；基于检测到的运行参数，增加位于液压机构和油箱 之间的管路内的压力。